計算機中的存儲器們

計算機當中包含的存儲器可以分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）（好像硬碟也能叫存儲器，但本文不討論）。RAM的特點是要持續供電才能保存數據，可讀可寫，而ROM就算斷電，也不會丟失數據，而且是只讀的。

我們打開機箱的蓋子，羅列一下所有的RAM和ROM，首先主板上有一根或者幾根4G/8G的RAM，還有一個CMOS，它也是RAM，顯卡上面有2G的RAM（就是顯存），還有ROM，網卡上面也有ROM。而CPU和這些存儲器是通過匯流排連在一起，我們整理一下，他們的邏輯連接大概就像這樣。

為什麼每個介面卡都有ROM

ROM是只讀的，硬體廠商在製作硬體的時候會在裡面設置一些程序（比如一些可供調用的函數，就是所謂的BIOS），至於這些函數是幹嘛用的下面再說。你也許會說，為什麼不把所有的程序都寫到主板上的ROM裡面？我們拿顯卡舉例吧，生產顯卡的廠商不止一家，他們的ROM裡面的程序是不一樣的，如果把所有的程序都寫到主板上的ROM，那我以後換顯卡該怎麼辦？這其實就像你寫程序一樣的，你應該不會把所有功能都寫在一個函數裡面吧？！所以不同的介面卡都有自己的ROM。

這些不同的存儲器在物理上都是獨立的，但是在CPU眼裡，它們被抽象成了一塊邏輯存儲器（就是所謂的內存地址空間），每個設備對應邏輯存儲器的一個地址範圍，就像這樣。

當cpu訪問相應的內存區段時，實際上就是在訪問相應設備的內存。當然，這裡還有一個有意思的問題，就是CPU如果要把顯存上的一個地址的內容挪到cpu內部，就像執行指令"MOV ax, [B800:0]"（當然這是偽代碼，實際上是不合法的。B800:0是顯存上的一個地址），但CPU如何根據這個指令判斷出應該去顯存上面去讀數據，而不是其他什麼存儲器呢？這涉及到計算機組成原理了，有興趣的可以去學習下。

接下來我們聊一個有意思的話題，就是主板上的ROM在操作系統被載入的過程中扮演一個什麼樣子的重要角色？我們知道任何程序（包括操作系統）一開始是被存在硬碟上的，想要得到執行的話，肯定需要被載入到內存條上才行，可是誰來載入呢？因為我們在按下開機鍵的時候，內存條才剛剛通電，上面什麼東西都沒有啊！等等，我們好像漏掉了什麼？回顧上面的內存地址空間示意圖，我們主板上的Rom已經有程序了，且內容不會因為斷電而消失記得嗎？所以當機器通電的時候，cpu就可以訪問到System Rom 裡面的BIOS程序了。所以整個過程是這樣的，當我們按下開機鍵的時候，cpu直接從某一地址開始執行代碼（在8086CPU的機器中，該地址是FFFF:0000，這個地址剛好在"System Bios Rom"這個地址範圍內，我們不需要關心這具體地址是什麼，反正就是在硬體層面「寫死了的地址」），好了，接下來想幹嘛就幹嘛，當然也可以從硬碟把操作系統的代碼給load到內存條（這是籠統的描述，以後再詳細描述操作系統從硬碟載入到內存的過程），這差不多就是「盤古開天地」的過程了。